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就像人世间有很多相亲相爱 、 形影不离的多情伴侣一样 ， 天上的恒星中有很多是成对生存的 。 天文学家称它们为 “ 双星 ”。 据粗略的统计结果 ， 在恒星总数中约有 ４０％ 是双星 。
在每一组双星之间 ， 一般都存在某种物理上的联系 。 例如 ， 两颗星围绕着它们的共同质心旋转 ， 相互之间有物质传递等 。 但有时有两颗 “ 看起来 ” 靠得很近的星 ， 它们只是出现在我们的同一条视线上 ， 实际上它们可能相距很远 ， 相互之间也没有任何物质传递 ， 这就是 “ 假 ” 双星了 。
天空中除了太阳之外最亮的恒星天狼星 （ 大犬座 α）， 就是典型的双星 。 它的伴星是一颗白矮星 ， 它们在不停地围绕着共同的质心旋转 。１８４４ 年 ， 德国天文学家贝塞尔发现天狼星自行的轨道不是直线而是螺旋线状 。 他推测天狼星可能有一颗看不见的伴星 ， 它们因为相互之间的引力作用产生了附加的旋转 ， 这使天狼星自行轨道发生了变形 。 事实上 ， 以我们的月亮为例就可以说明这一点 。 月亮在不停地绕地球旋转 ， 在地球上的观察者看来 ， 月亮的运行轨道是闭合的椭圆 ； 但是 ， 假如有人能站在太阳的位置上观察月亮的运动 ， 他会看到月亮一方面绕地球旋转 ， 一方面又跟随地球一起绕太阳公转 。 这样 ， 月亮的运行轨迹就不是闭合的椭圆 ， 而是一圈螺旋线了 。 在使用了较大口径的望远镜观察之后 ， 人们发现通过望远镜可以直接看到天狼星的这颗伴星 。 这样 ， 贝塞尔的看法也终于得到了直接证实 。 对于更多的距离遥远的恒星 ， 人们虽
然不能直接观察到它们有伴星 ， 却可以从间接的证据中判断出它们属于双星 。 交食双星就是其中的一种 。 直接看上去它们似是一颗单星 ， 然而其亮度却在周期性地不断变化 。 在仔细观察 、 分析之后 ， 天文学家们认为这种周期性亮度变化是两颗星相互掩食的结果 。 当两颗星不发生相互遮挡的时候 ， 光度处于最大 ； 当较暗的子星挡住较亮的子星时 ， 光度处于主极小 ； 当较亮的子星挡住较暗的子星时 ， 光度出现次极小 。 前文所述的食变星大陵五是最早被发现的一颗交食双星 。
物理学家们早已确认 ， 当光源趋近于观察者运动时 ， 观察者接收到的光波长要向可见光的紫端移动 ； 当光源远离观察者运动时 ， 观察者接收到的光波长要向可见光的红端移动 。 这就是光的 “ 紫移 ” 和 “ 红移 ” 现象 ， 即光学多普勒效应 。 天空中还有一类双星 ， 虽然通过望远镜也不能观察到它们有伴星 ， 但是在它们的光谱中发现了多普勒效应引起的光谱线 “ 分裂 ”， 从而可以推断它们是双星 。 用这种方法确认的双星叫 “ 分光双星 ”。 天空中两颗著名的亮星角宿一 （ 室女座 α） 和五车二 （ 御夫座 α） 都是分光双星 。
还有一类双星系统 ， 是当代天文学家们特别感兴趣的研究对象 ， 这就是由一颗红巨星和一颗白矮星组成的双星 、 由一颗红巨星和一颗中子星组成的双星以及由一颗蓝巨星和一个黑洞组成的双星 。 这一类系统常常是新星爆发 、 超新星爆发 、Ｘ 射线爆发等引人注目的 “ 动态 ” 宇宙现象的发生地 。 例如 ， 红巨星上的物质冲向白矮星时 ， 可能会重新点燃氢 “ 燃烧 ” 的核聚变 ， 从而发生新星爆发 ； 红巨星上的物质冲向中子星时 ， 可能点燃规模更大的氦 、 碳或氧的 “ 燃烧 ”， 这会使这一双星成为 “ 爆发星 ”； 至于蓝巨星与黑洞之间的物质交流 ， 乃是黑洞附近辐射出强 Ｘ 射线的直接原因 。 看来 ， 在天上的 “ 多情伴侣 ” 之间 ， 除了 “ 和睦相处 ” 之外 ， 在它们当中有些还会频频出现 “ 暴力 ” 现象呢 ！